煙草原料的調(diào)濕方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種調(diào)濕方法，向旋轉(zhuǎn)體內(nèi)供給煙草原料及蒸汽，在煙草原料通過(guò)旋轉(zhuǎn)體內(nèi)的過(guò)程中對(duì)煙草原料進(jìn)行調(diào)濕，該調(diào)濕方法求出在旋轉(zhuǎn)體的出口處的煙草原料的出口材料溫度與目標(biāo)溫度之間的偏差，為了消除該偏差而對(duì)向旋轉(zhuǎn)體供給的蒸汽的供給流量進(jìn)行串級(jí)控制，該調(diào)濕方法包括：主控制工序，該串級(jí)控制具有多個(gè)控制區(qū)域，主控制工序在各控制區(qū)域中基于基準(zhǔn)流量控制供給流量；副控制工序，其與該主控制工序并行執(zhí)行，基于在一定期間中的偏差的平均值改變基準(zhǔn)流量。
【專利說(shuō)明】
煙草原料的調(diào)濕方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及適用于煙葉等煙草原料的調(diào)濕方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在作為煙草原料的煙葉的處理中，包括使其水分含量增加的調(diào)濕工序。這樣的調(diào)濕工序是在從煙葉除去葉柄時(shí)，用于對(duì)煙葉付與柔軟性的重要的工序。
[0003]例如在以下專利文獻(xiàn)I中公開(kāi)了執(zhí)行上述的調(diào)濕工序的調(diào)濕方法。該專利文獻(xiàn)I的調(diào)濕方法分別測(cè)定調(diào)濕機(jī)的入口處的煙葉的初期水分含量、初期溫度及供給量、調(diào)濕機(jī)出口處的調(diào)濕后的煙葉的水分含量及溫度，基于該測(cè)定結(jié)果，控制應(yīng)向煙葉供給的水分含量及蒸汽量，分別將調(diào)濕后的煙葉的水分含量及溫度調(diào)整為目標(biāo)值。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:(日本)特公昭 63_62185 (JPl988-62I85B2)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0008]上述專利文獻(xiàn)I的調(diào)濕方法，能夠?qū)⒄{(diào)濕后的煙葉的水分含量調(diào)整為目標(biāo)值，但是需要在調(diào)濕機(jī)的入口及出口分別測(cè)定煙葉的水分含量。因此，在考慮到對(duì)煙葉付與柔軟性時(shí)，如果使用專利文獻(xiàn)I的調(diào)濕方法，則將蒸汽量控制在必要值以上的控制變得復(fù)雜。
[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種調(diào)濕方法，能夠簡(jiǎn)單地使煙草原料的水分含量增加，而對(duì)煙草原料付與必要的柔軟性。
[0010]用于解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案
[0011]利用本發(fā)明的煙草原料的調(diào)濕方法能夠達(dá)成上述目的，本發(fā)明的調(diào)濕方法著眼于調(diào)濕后的煙草原料的出口材料溫度，控制蒸汽的供給量，以將該出口材料溫度維持在目標(biāo)溫度。
[0012]詳細(xì)地說(shuō)，本發(fā)明提供一種調(diào)濕方法，向旋轉(zhuǎn)體內(nèi)供給煙草原料及蒸汽，在煙草原料通過(guò)旋轉(zhuǎn)體內(nèi)的過(guò)程中對(duì)煙草原料進(jìn)行調(diào)濕，該調(diào)濕方法具備以下工序:
[0013]在向旋轉(zhuǎn)體內(nèi)以供給流量供給蒸汽時(shí)，檢測(cè)出從旋轉(zhuǎn)體的出口剛剛排出的煙草原料的出口材料溫度的工序；
[0014]求出出口處的煙草原料的目標(biāo)溫度與出口材料溫度之間的第一偏差的工序；
[0015]基于第一偏差，基于蒸汽的基準(zhǔn)流量控制蒸汽的供給流量的主控制工序，
[0016]主控制工序，
[0017]從根據(jù)第一偏差的大小及正負(fù)而劃分的多個(gè)控制區(qū)域中，選擇與第一偏差對(duì)應(yīng)的控制區(qū)域，
[0018]按照所選擇的控制區(qū)域中的控制順序控制蒸汽的供給流量。
[0019]根據(jù)上述的調(diào)濕方法，在煙草原料的調(diào)濕中，檢測(cè)出煙草原料的出口材料溫度，為使該出口材料溫度與目標(biāo)溫度一致，基于基準(zhǔn)流量控制向旋轉(zhuǎn)體內(nèi)供給的蒸汽的供給流量。如果這樣地將調(diào)濕后的煙草原料的出口材料溫度調(diào)整為目標(biāo)溫度，則能夠使煙草原料的水分含量容易地增加。
[0020]具體地說(shuō)，主控制工序包括:
[0021]不靈敏區(qū)域，其在第一偏差在正的第一閾值與負(fù)的第二閾值之間時(shí)被選擇，將供給流量維持在基準(zhǔn)流量；
[0022]正側(cè)的三次函數(shù)控制區(qū)域，其在第一偏差超過(guò)第一閾值且在比第一閾值大的正的第三閾值以內(nèi)時(shí)被選擇，按照基于該第一偏差的三次函數(shù)計(jì)算出的修正流量，使供給流量從基準(zhǔn)流量減少；
[0023]負(fù)側(cè)的三次函數(shù)控制區(qū)域，其在第一偏差超過(guò)負(fù)的第二閾值且在比第二閾值大的負(fù)的第四閾值以內(nèi)時(shí)被選擇，按照基于該第一偏差的三次函數(shù)計(jì)算出的修正流量，使供給流量從基準(zhǔn)流量增加。
[0024]如果上述主控制工序的控制區(qū)域包括正側(cè)及負(fù)側(cè)的三次函數(shù)控制區(qū)域，則這些三次函數(shù)控制區(qū)域在迅速地補(bǔ)償相對(duì)于出口材料溫度的瞬間的變化上是有效的。
[0025]優(yōu)選主控制工序還包括:
[0026]正側(cè)的一次函數(shù)控制區(qū)域，其在第一偏差超過(guò)正的第三閾值且在比第三閾值大的正的第五閾值以內(nèi)時(shí)被選擇，按照基于該第一偏差的一次函數(shù)計(jì)算出的修正流量，使供給流量從基準(zhǔn)流量減少；
[0027]負(fù)側(cè)的一次函數(shù)控制區(qū)域，其在所述第一偏差超過(guò)負(fù)的第四閾值且在比第四閾值大的負(fù)的第六閾值以內(nèi)時(shí)被選擇，按照基于該第一偏差的一次函數(shù)計(jì)算出的修正流量，使供給流量從基準(zhǔn)流量增加。
[0028]如果主控制工序的控制區(qū)域還包括正側(cè)及負(fù)側(cè)的一次函數(shù)控制區(qū)域，則這些一次函數(shù)控制區(qū)域使供給流量按照與第一偏差成比例的修正流量增減，能夠不使供給流量急劇變化地，使出口材料溫度迅速地回到目標(biāo)溫度。
[0029]更優(yōu)選的是，主控制工序包括:
[0030]正側(cè)的固定控制區(qū)域，其在第一偏差超過(guò)正的第五閾值時(shí)被選擇，將供給流量限制在一定的下限流量；
[0031]負(fù)側(cè)的固定控制區(qū)域，其在第一偏差超過(guò)所述負(fù)的第六閾值時(shí)被選擇，將供給流量限制在一定的上限流量。
[0032]這樣的正側(cè)及負(fù)側(cè)的固定控制區(qū)域阻止供給流量的過(guò)度的增減。
[0033]另外，本發(fā)明的調(diào)濕方法還能夠具備與上述主控制工序并行執(zhí)行的副控制工序。該副控制工序包括周期性地反復(fù)進(jìn)行基準(zhǔn)流量的再設(shè)定控制區(qū)域，該再設(shè)定控制區(qū)域基于一定的期間中的第一偏差的平均值重新設(shè)定基準(zhǔn)流量。
[0034]這樣的反饋控制降低出口材料溫度的持續(xù)的變化所帶來(lái)的對(duì)主控制工序的不良影響，使主控制工序?qū)Τ隹诓牧蠝囟鹊目刂聘€(wěn)定。
[0035]優(yōu)選本發(fā)明的調(diào)濕方法還能夠包括在主控制工序之前執(zhí)行的啟動(dòng)控制工序。該啟動(dòng)控制以比基準(zhǔn)流量多的啟動(dòng)流量作為供給流量向旋轉(zhuǎn)體內(nèi)供給蒸汽。
[0036]這樣的啟動(dòng)控制工序的執(zhí)行在第一偏差達(dá)到第七閾值以內(nèi)、或目標(biāo)溫度與旋轉(zhuǎn)體的出口處的蒸汽的溫度之間的第二偏差達(dá)到第八閾值以內(nèi)，或從啟動(dòng)控制的開(kāi)始經(jīng)過(guò)規(guī)定的啟動(dòng)期間時(shí)停止。
[0037]另外，本發(fā)明的調(diào)濕方法還能夠包括在啟動(dòng)控制工序與主控制工序之間執(zhí)行的切換控制工序。該切換控制工序從根據(jù)第一偏差的大小及正負(fù)而劃分的多個(gè)切換控制區(qū)域中，選擇與第一偏差對(duì)應(yīng)的切換控制區(qū)域，按照所選擇的切換控制區(qū)域中的控制順序控制所述供給流量。
[0038]上述本發(fā)明的調(diào)濕方法適用于作為煙草原料的煙葉的調(diào)濕。
[0039]發(fā)明的效果
[0040]本發(fā)明的煙草原料的調(diào)濕方法，僅基于煙草原料的出口材料溫度與目標(biāo)溫度之間的第一偏差，就能夠控制蒸汽的供給流量，因此能夠容易地將煙草原料的出口材料溫度調(diào)整為目標(biāo)溫度。其結(jié)果是，能夠使調(diào)濕后的煙草原料包含充足的水分含量。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0041]圖1是執(zhí)行本發(fā)明的調(diào)濕方法的調(diào)濕機(jī)的示意圖。
[0042]圖2是表示圖1的調(diào)濕控制器的功能的功能框圖。
[0043]圖3是表示啟動(dòng)控制中，煙草原料的出口材料溫度及出口蒸汽溫度的變化的曲線圖。
[0044]圖4是表示切換控制所包含的多個(gè)控制區(qū)域的曲線圖。
[0045]圖5是用于說(shuō)明切換控制的結(jié)束時(shí)期的曲線圖。
[0046]圖6是表示FF控制所包含的多個(gè)控制區(qū)域的曲線圖。
[0047]圖7是用于說(shuō)明與FF控制并行執(zhí)行的FB控制的曲線圖。
[0048]圖8是用于說(shuō)明計(jì)算用于FB控制的目標(biāo)溫度與出口材料溫度之間的偏差的采樣及平均偏差的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0049]在對(duì)本發(fā)明的煙草原料的調(diào)濕方法進(jìn)行說(shuō)明之前，下面，參照?qǐng)D1對(duì)執(zhí)行調(diào)濕方法的調(diào)濕機(jī)簡(jiǎn)要地進(jìn)行說(shuō)明。
[0050]調(diào)濕機(jī)具備圓筒形狀的中空旋轉(zhuǎn)體10，該旋轉(zhuǎn)體10具有接收作為煙草原料的煙葉(以下，簡(jiǎn)稱為原料)的原料入口 12及排出調(diào)濕后的原料的原料出口 14。在這里，原料是多種煙葉的混合物，該混合物用于制造特定品種的香煙。
[0051]旋轉(zhuǎn)體10能夠向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，通過(guò)原料入口 12而供給到旋轉(zhuǎn)體10內(nèi)的原料隨著旋轉(zhuǎn)體10的旋轉(zhuǎn)而從原料入口 12朝向原料出口 14被移送到旋轉(zhuǎn)體10內(nèi)，在該移送過(guò)程中，原料被供給到旋轉(zhuǎn)體10內(nèi)的蒸汽，具體地說(shuō)被水蒸汽調(diào)濕。調(diào)濕后的原料從原料出口 14被排出到搬送路徑，在搬送路徑上朝向后段的處理位置(未圖示)搬送。
[0052]為了向旋轉(zhuǎn)體10供給蒸汽，調(diào)濕機(jī)還具備蒸汽的供給路徑16，該供給路徑16在其一部分包括旋轉(zhuǎn)體10的內(nèi)部空間。詳細(xì)地說(shuō)，供給路徑16具有在旋轉(zhuǎn)體10內(nèi)分別開(kāi)口的蒸汽入口 18及蒸汽出口 20，蒸汽入口 18位于原料入口 12側(cè)，蒸汽出口 20位于原料出口14側(cè)。
[0053]供給路徑16具有蒸汽供給源，具體地說(shuō)具有從鍋爐室延伸到旋轉(zhuǎn)體10的蒸汽入口 18的上游部分和從旋轉(zhuǎn)體10的蒸汽出口 20延伸的下游部分。在供給路徑16的上游部分分別配置有隔膜式蒸汽流量調(diào)節(jié)器22及蒸汽流量計(jì)24，供給路徑16的下游部分在其末端朝向大氣開(kāi)放。
[0054]蒸汽流量調(diào)節(jié)器22及蒸汽流量計(jì)24分別與運(yùn)算器26電連接。在該運(yùn)算器26內(nèi)分別供給有應(yīng)向旋轉(zhuǎn)體10內(nèi)供給的蒸汽流量的目標(biāo)值Qo及利用蒸汽流量計(jì)24測(cè)定的實(shí)際蒸汽流量Qa，運(yùn)算器26為使實(shí)際蒸汽流量Qa與目標(biāo)值Qo —致，控制蒸汽流量調(diào)節(jié)器22的動(dòng)作。
[0055]在原料出口 14配置有溫度傳感器28，該溫度傳感器28測(cè)定從旋轉(zhuǎn)體10排出的原料的出口材料溫度Ta。另一方面，在供給路徑16的下游部分配置有溫度傳感器30，該溫度傳感器30測(cè)定從旋轉(zhuǎn)體10排出的蒸汽的排氣溫度Ts。
[0056]出口材料溫度Ta及排氣溫度Ts作為電信號(hào)而被供給到運(yùn)算器32，運(yùn)算器32基于出口材料溫度Ta、排氣溫度Ts及各種設(shè)定值，計(jì)算蒸汽流量的目標(biāo)值Qo，將該目標(biāo)值Qo供給到運(yùn)算器26。此外，設(shè)定值中包括原料的品種或旋轉(zhuǎn)體10的容量等。
[0057]由圖2可知，運(yùn)算器32與運(yùn)算器26配合，執(zhí)行啟動(dòng)控制工序、切換控制工序及串級(jí)控制工序，下面對(duì)這些控制工序的細(xì)節(jié)進(jìn)行說(shuō)明。
[0058]啟動(dòng)控制工序
[0059]在上述調(diào)濕機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，即，原料被供給到旋轉(zhuǎn)體10內(nèi)時(shí)，運(yùn)算器32將蒸汽流量的目標(biāo)值Qo (向旋轉(zhuǎn)體10供給的蒸汽的供給流量)設(shè)定為啟動(dòng)流量Qst (kg/h),將該啟動(dòng)流量Qst供給到運(yùn)算器22。在這里，啟動(dòng)流量Qst是基于上述設(shè)定值而決定的一個(gè)值。由此，在啟動(dòng)控制工序的執(zhí)行中，實(shí)際蒸汽流量Qa被調(diào)整為啟動(dòng)流量Qst。
[0060]上述啟動(dòng)控制工序在以下三個(gè)轉(zhuǎn)移條件I至3中的任一個(gè)成立時(shí)結(jié)束。
[0061]轉(zhuǎn)移條件1:原料出口 14處的原料的目標(biāo)溫度To與排氣溫度Ts之間的偏差A(yù)t’ ( = To - Ts)在閾值 Th_a 以內(nèi)。
[0062]轉(zhuǎn)移條件2:原料的目標(biāo)溫度To與出口材料溫度Ta之間的偏差Λ t ( = To — Ta)在閾值Th_b以內(nèi)。
[0063]轉(zhuǎn)移條件3:從啟動(dòng)控制工序的開(kāi)始的經(jīng)過(guò)時(shí)間達(dá)到Tl。
[0064]上述的目標(biāo)溫度To是根據(jù)原料的品種設(shè)定的一個(gè)值，而且，閾值Th_a、Th_b分別為例如2°C、5°C。
[0065]由圖3可知，通常，排氣溫度Ts處于比出口材料溫度Ta更快地上升的傾向，因此在上述轉(zhuǎn)移條件2的基礎(chǔ)上，通過(guò)附加轉(zhuǎn)移條件1，能夠使啟動(dòng)控制工序迅速地中止。并且，轉(zhuǎn)移條件3阻止啟動(dòng)控制工序的期間不期望地變長(zhǎng)。
[0066]在上述轉(zhuǎn)移條件I至3中的任一個(gè)成立時(shí)，運(yùn)算器32使啟動(dòng)控制工序結(jié)束，然后，執(zhí)行以下的切換控制工序。
[0067]切換控制工序
[0068]在這里，首先，運(yùn)算器32使蒸汽流量的目標(biāo)值Qo從啟動(dòng)流量Qst改變?yōu)榛鶞?zhǔn)流量Qb。該基準(zhǔn)流量Qb比啟動(dòng)流量Qst少，與啟動(dòng)流量Qst相同，是基于上述設(shè)定值而決定的一個(gè)值。
[0069]運(yùn)算器32包括用于圖4所示的切換控制的控制圖表。該控制圖表是根據(jù)上述偏差A(yù)t的大小及正負(fù)而劃分的多個(gè)控制區(qū)域，詳細(xì)地說(shuō)，具有不靈敏區(qū)域R1，在該不靈敏區(qū)域Rl的兩側(cè)分別定義的正側(cè)及負(fù)側(cè)的三次函數(shù)控制區(qū)域R2、R3，在這些三次函數(shù)控制區(qū)域R2、R3的外側(cè)分別定義的正側(cè)及負(fù)側(cè)的固定控制區(qū)域R4、R5。
[0070]在偏差A(yù)t在滿足下式時(shí)，選擇不靈敏區(qū)域Rl。
[0071]- Th_d ^ Δ t ^ Th_c
[0072]在這里，從圖4可知，閾值Th_c，一 Th_d為1°C以下的小的正或負(fù)的值。此外，閾值Th_c、I — Th_d可以相等。
[0073]在選擇不靈敏區(qū)域Rl時(shí)，偏差A(yù)t小，因此運(yùn)算器32將蒸汽流量的目標(biāo)值Qo維持在基準(zhǔn)流量Qb。由此，在不靈敏區(qū)域Rl，實(shí)際供給流量Qa被調(diào)整為基準(zhǔn)流量Qb。
[0074]在偏差A(yù)t滿足下式時(shí)，選擇正側(cè)的三次函數(shù)控制區(qū)域R2。
[0075]Th_c < At ^ Th_e
[0076]在這里，閾值Th_e為比閾值Th_c大的正值(例如4 °C )。
[0077]在選擇三次函數(shù)控制區(qū)域R2時(shí)，運(yùn)算器32基于偏差A(yù)t的三次函數(shù)Fl[(alX At)3]計(jì)算正的修正流量Cl。在這里，al為系數(shù)。而且，運(yùn)算器32將蒸汽流量的目標(biāo)值Qo改變?yōu)槭剐拚髁緾l在基準(zhǔn)流量Qb上反映的供給流量Qcl ( = Qb — Cl)。由此，在三次函數(shù)控制區(qū)域R2，實(shí)際供給流量Qa被調(diào)整為供給流量Qcl。
[0078]在這里，修正流量Cl是基于偏差A(yù)t的三次函數(shù)Fl計(jì)算出的，因此隨著偏差A(yù)t的增加，沿著三次曲線增加。由此，如果偏差A(yù)t小，則供給流量Qcl幾乎不從基準(zhǔn)流量Qb減少，如果偏差A(yù)t越來(lái)越大，則供給流量Qcl與基準(zhǔn)流量Qb相比急劇地減少。其結(jié)果是，原料的出口材料溫度Ta與偏差Λ t的大小對(duì)應(yīng)地，朝向目標(biāo)溫度To有效地降低。
[0079]另一方面，在偏差A(yù)t滿足下式時(shí)，選擇負(fù)側(cè)的三次函數(shù)控制區(qū)域R3。
[0080]— Th_f<— Th_d
[0081]在這里，閾值一Th_f為比閾值一Th_d大的負(fù)值(例如一3.2°C左右)。
[0082]在選擇三次函數(shù)控制區(qū)域R3時(shí)，運(yùn)算器32基于偏差A(yù)t的三次函數(shù)F2[(a2X At)3]計(jì)算修正流量C2。在這里，a2為系數(shù)。
[0083]在這種情況下，運(yùn)算器32將蒸汽流量的目標(biāo)值Qo改變?yōu)槭剐拚髁緾2在基準(zhǔn)流量Qb上反映的供給流量Qc2 ( = Qb — C2)。在這里，偏差Λ t為負(fù)值，因此基于偏差Λ t的三次函數(shù)F2計(jì)算的修正流量C2也為負(fù)值。由此，在三次函數(shù)控制區(qū)域R3，供給流量Qc2，即，實(shí)際蒸汽流量Qa與偏差△ t的大小對(duì)應(yīng)地有效地增加，其結(jié)果是，原料的出口材料溫度Ta朝向目標(biāo)溫度To迅速地上升。
[0084]這樣地采用上述三次函數(shù)不僅在使原料的出口材料溫度Ta朝向目標(biāo)溫度To有效地變化是有益的，也能夠在有關(guān)修正流量Cl、C2的計(jì)算中，偏差A(yù)t的正或負(fù)的處理容易。
[0085]另外，在偏差A(yù)t滿足下式時(shí)，選擇固定控制區(qū)域R4。
[0086]Th_e < At
[0087]在這種情況下，運(yùn)算器32基于下式，計(jì)算作為蒸汽流量的目標(biāo)值Qo的供給流量Qc30
[0088]Qc3 = Qb — C3 ( = Fl [ (al X Th_e)3])
[0089]由此，在固定控制區(qū)域R4，實(shí)際蒸汽流量Qa被調(diào)整為供給流量Qc3。
[0090]在這里，修正流量C3為正值，因此供給流量Qc3被限制為一定的最小值，在該狀態(tài)，出口材料溫度Ta朝向目標(biāo)溫度To降低。
[0091]另一方面，在偏差A(yù)t滿足下式時(shí)，選擇正側(cè)的固定控制區(qū)域R5。
[0092]At <- Th_f
[0093]在這種情況下，運(yùn)算器32基于下式，作為蒸汽流量的目標(biāo)值Qo，計(jì)算供給流量Qc4。
[0094]Qc4 = Qb — C4 ( = F2 [a2 X ( — Th_f)3])
[0095]在這里，修正流量C4為負(fù)值，因此供給流量Qc4被限制為一定的最大值。由此，在固定控制區(qū)域R5，實(shí)際蒸汽流量Qa被調(diào)整為供給流量Qc4，其結(jié)果是，原料的出口材料溫度Ta朝向目標(biāo)溫度To迅速地上升。
[0096]上述切換控制在以下轉(zhuǎn)移條件4、5中的任一個(gè)成立時(shí)結(jié)束。
[0097]轉(zhuǎn)移條件4:偏差A(yù)t在閾值Th_g(參照?qǐng)D5)以內(nèi)。
[0098]轉(zhuǎn)移條件5:從切換控制的開(kāi)始的經(jīng)過(guò)時(shí)間達(dá)到T2。
[0099]在這里，閾值Th_g滿足下式的關(guān)系。
[0100]Th_g < Th_a
[0101]在轉(zhuǎn)移條件3或4成立時(shí)，運(yùn)算器32使切換控制工序結(jié)束，執(zhí)行以下的串級(jí)控制工序。
[0102]串級(jí)控制工序
[0103]該串級(jí)控制工序包括作為主控制工序的前饋(FF)控制工序及作為副控制工序的反饋(FB)控制工序，以下，對(duì)FF控制工序及FB控制工序進(jìn)行說(shuō)明。
[0104]FF控制工序
[0105]運(yùn)算器32還包括用于圖6所示的FF控制工序的控制圖表，該控制圖表根據(jù)偏差A(yù)t的大小及正負(fù)被劃分為多個(gè)控制區(qū)域，詳細(xì)地說(shuō)，具有:不靈敏區(qū)域R6 ;在該不靈敏區(qū)域R6的兩側(cè)分別規(guī)定的正側(cè)及負(fù)側(cè)的三次函數(shù)控制區(qū)域R7、R8 ;在這些三次函數(shù)控制區(qū)域R7、R8外側(cè)分別規(guī)定的正側(cè)及負(fù)側(cè)的一次函數(shù)控制區(qū)域R9、RlO ;以及，在這些一次函數(shù)控制區(qū)域R9、RlO的外側(cè)分別規(guī)定的正側(cè)及負(fù)側(cè)的固定控制區(qū)域Rl 1、R12。
[0106]在偏差A(yù)t滿足下式時(shí)，選擇不靈敏區(qū)域R6。
[0107]— Th_i ^ Δ t ^ Th_h
[0108]在這里，由圖6可知閾值Th_h、- Th_i為I °C以下的小的正或負(fù)的值。此外，閾值Th_h、I — Th」可以相等。
[0109]在選擇不靈敏區(qū)域R6時(shí)，偏差Λ t小，因此運(yùn)算器32將蒸汽流量的目標(biāo)值Qo維持在基準(zhǔn)流量Qb。即，在不靈敏區(qū)域R6，實(shí)際蒸汽流量Qa被調(diào)整為基準(zhǔn)流量Qb。
[0110]在偏差A(yù)t滿足下式時(shí)，選擇正側(cè)的三次函數(shù)控制區(qū)域R7。
[0111]Th_h < Δ t ^ Th_j
[0112]在這里，閾值Th_ j為比閾值Th_h大的正值(例如3 °C )。
[0113]在選擇三次函數(shù)控制區(qū)域R7時(shí)，運(yùn)算器32基于偏差Λ t的三次函數(shù)F3 [(alX Δ t)3]計(jì)算正的修正流量C5，將蒸汽流量的目標(biāo)值Qo改變?yōu)樵诨鶞?zhǔn)流量Qb上反映修正流量C5的供給流量Qc5 ( = Qb — C5)。由此，在三次函數(shù)控制區(qū)域R7，實(shí)際蒸汽流量Qa被調(diào)整為供給流量Qc5。
[0114]另一方面，在偏差A(yù)t滿足下式時(shí)，選擇負(fù)側(cè)的三次函數(shù)控制區(qū)域R8。
[0115]— Th—k ^ Δ t <— Th—i
[0116]在這里，閾值一Th—k為比閾值一Th—i大的負(fù)值(例如一2.5°C左右)。
[0117]在選擇三次函數(shù)控制區(qū)域R8時(shí)，運(yùn)算器32基于偏差Λ t的三次函數(shù)F4[(a2X At)3]計(jì)算負(fù)的修正流量C6，將在基準(zhǔn)流量Qb上反映修正流量C6的供給流量Qc6( = Qb-C6)設(shè)定為蒸汽流量的目標(biāo)值Qo。由此，在三次函數(shù)控制區(qū)域R8，實(shí)際蒸汽流量Qa被調(diào)整為供給流量Qc6。
[0118]在這里，從上述切換控制的說(shuō)明已知，修正流量C5、C6是分別基于偏差Λ t的三次函數(shù)F3、F4計(jì)算出的，因此供給流量Qc5、Qc6與基準(zhǔn)流量Qb相比，與偏差Λ t的大小對(duì)應(yīng)地減少或增加，其結(jié)果是，原料的出口材料溫度Ta朝向目標(biāo)溫度To有效地變化。
[0119]在這里，顯然對(duì)于修正流量C5、C6的計(jì)算，偏差A(yù)t的正或負(fù)的處理變得容易。
[0120]偏差A(yù)t滿足下式時(shí)，選擇正側(cè)的一次函數(shù)控制區(qū)域R9。
[0121]Th」.< At<Th_l
[0122]Th_l是比ThJ大的值(例如5.5°C )。
[0123]在選擇一次函數(shù)控制區(qū)域R9時(shí)，運(yùn)算器32基于偏差Λ t的一次函數(shù)F5 (bl X Λ t)計(jì)算正的修正流量C7。bl為系數(shù)。而且，運(yùn)算器32將使修正流量C7反映在基準(zhǔn)流量Qb上的供給流量Qc7( = Qb - C7)設(shè)定為蒸汽流量的目標(biāo)值Qo。由此，在一次函數(shù)控制區(qū)域R9中，實(shí)際蒸汽流量Qa被調(diào)整為供給流量Qc7。
[0124]另一方面，在偏差A(yù)t滿足下式時(shí)，選擇負(fù)側(cè)的一次函數(shù)控制區(qū)域R10。
[0125]— Th_m ^ Δ t < — Th_k
[0126]— Th_m 為比一Th_k 大的負(fù)值(例如一4.3°C )。
[0127]在選擇一次函數(shù)控制區(qū)域RlO時(shí)，運(yùn)算器32基于偏差A(yù)t的一次函數(shù)F6(b2X At)計(jì)算負(fù)的修正流量C8。b2為系數(shù)。然后，運(yùn)算器32將使修正流量C8在基準(zhǔn)流量Qb上反映的供給流量Qc8 ( = Qb — C8)設(shè)定為蒸汽流量的目標(biāo)值Qo。由此,在一次函數(shù)控制區(qū)域R10，實(shí)際蒸汽流量Qa被調(diào)整為供給流量Qc8。
[0128]這里的修正流量C7、C8分別是基于偏差Λ t的一次函數(shù)F5、F6計(jì)算的，因此成為與偏差A(yù)t的大小成比例的值。因此，供給流量Qc7、Qc8與偏差A(yù)t對(duì)應(yīng)地減少或增加。其結(jié)果是，原料的出口材料溫度Ta朝向目標(biāo)溫度To迅速地變化。
[0129]另外，在偏差A(yù)t滿足下式時(shí)，選擇正側(cè)的固定控制區(qū)域R11。
[0130]Th_l〈At
[0131 ] 在這種情況下，運(yùn)算器32基于下式計(jì)算供給流量Qc9，將該供給流量Qc9設(shè)定為蒸汽流量的目標(biāo)值Qo。
[0132]Qc9 = Qb - C9( = F5(blXTh_l))
[0133]在這里，修正流量C9為正值，因此供給流量Qc9被限制為一定的最小值，原料的出口材料溫度Ta朝向目標(biāo)溫度To降低。
[0134]另一方面，在偏差A(yù)t滿足下式時(shí)，選擇負(fù)側(cè)的固定控制區(qū)域R12。
[0135]Δ t< — Th_m
[0136]在這種情況下，運(yùn)算器32基于下式，計(jì)算供給流量QclO，將該供給流量QclO設(shè)定為蒸汽流量的目標(biāo)值Qo。
[0137]QclO = Qb — C10( = F6(b2X — Th_m))
[0138]在這里，修正流量ClO為負(fù)值，因此供給流量QclO被限制為一定的最大值，原料的出口材料溫度Ta朝向目標(biāo)溫度To上升。
[0139]上述FF控制工序通過(guò)使原料的出口材料溫度Ta與目標(biāo)溫度To —致來(lái)執(zhí)行原料的調(diào)濕，因此能夠容易地對(duì)調(diào)濕后的原料付與必要的水分含量。
[0140]并且，上述三次函數(shù)控制區(qū)域R7、R8及一次函數(shù)控制區(qū)域R9、RlO的組合，迅速地消除出口材料溫度Ta的瞬間的變化，使原料的出口材料溫度Ta穩(wěn)定地維持在目標(biāo)溫度To。
[0141]另外，在FF控制工序中的控制區(qū)域中包括正側(cè)及負(fù)側(cè)的固定控制區(qū)域R11、R12，因此即使偏差A(yù)t大，向旋轉(zhuǎn)體10供給的蒸汽的供給流量也不過(guò)度地增加。
[0142]另外，即使供給到旋轉(zhuǎn)體10的原料入口12的原料的初期水分含量或供給量發(fā)生變化，該變化也不對(duì)FF控制工序的執(zhí)行造成任何影響，原料的出口材料溫度Ta被調(diào)整為目標(biāo)溫度To。
[0143]此外，上述FF控制工序能夠包括:從三次函數(shù)控制區(qū)域R7向一次函數(shù)控制區(qū)域R9的轉(zhuǎn)移時(shí)、從三次函數(shù)控制區(qū)域R8向一次函數(shù)控制區(qū)域RlO的轉(zhuǎn)移時(shí)、規(guī)定的轉(zhuǎn)移待機(jī)時(shí)間。
[0144]FB控制工序
[0145]如圖7所示，F(xiàn)B控制工序與上述FF控制工序并行執(zhí)行。
[0146]詳細(xì)地說(shuō)，運(yùn)算器32從上述串級(jí)控制工序的開(kāi)始經(jīng)過(guò)規(guī)定的待機(jī)時(shí)間T3后，開(kāi)始FB控制工序。
[0147]在FB控制工序的開(kāi)始后，運(yùn)算器32在規(guī)定的運(yùn)算期間T4，在一定的周期內(nèi)重復(fù)偏差A(yù)t的采樣，計(jì)算在運(yùn)算期間T4內(nèi)的偏差A(yù)t的平均偏差A(yù)t_av。
[0148]在這里，在運(yùn)算期間T4中，假設(shè)偏差A(yù)t分別如圖8的(a)、(b)、(c)所示地變化。在圖8 (a)的情況下,平均偏差Δ t_av為O,但在圖8 (b)、(C)的情況下,平均偏差Δ t_av分別具有+d、一 d的值。
[0149]在以這種方式求出平均偏差Λ t_av時(shí)，運(yùn)算器32基于平均偏差Λ t_av，計(jì)算相對(duì)于基準(zhǔn)流量Qb的正或負(fù)的修正流量Cl I，使用該修正流量Cl I將基準(zhǔn)流量Qb重新設(shè)定為新的基準(zhǔn)流量Qb ’。
[0150]具體地說(shuō)，基于以下的代入式能夠求出基準(zhǔn)流量Qb’。
[0151]Qb’—Qb — Cll
[0152]這樣的基準(zhǔn)流量Qb’在從運(yùn)算期間T4結(jié)束到下一次FB執(zhí)行期間(再設(shè)定控制區(qū)域)T5開(kāi)始的時(shí)刻是有效的，在上述FF控制工序中被使用。然后，反復(fù)執(zhí)行在上述運(yùn)算期間T4的修正流量Cll的計(jì)算及FB執(zhí)行期間T5的基準(zhǔn)流量Qb’的再設(shè)定。
[0153]由圖7可知，上述FB控制工序根據(jù)原料的出口材料溫度Ta的持續(xù)的微小變化，將基準(zhǔn)流量Qb再次設(shè)定為基準(zhǔn)流量Qb’。由此，F(xiàn)F控制工序通過(guò)使用基準(zhǔn)流量Qb’，能夠?qū)⒃系某隹诓牧蠝囟萒a精度更高且穩(wěn)定地維持在目標(biāo)溫度To。S卩，F(xiàn)B控制工序及FF控制工序的組合，即，串級(jí)控制工序擅長(zhǎng)著眼于原料的出口材料溫度Ta的原料的調(diào)濕。
[0154]本發(fā)明不限于上述一實(shí)施例的調(diào)濕方法，能夠?qū)嵤└鞣N變更。
[0155]例如，在上述啟動(dòng)控制工序、切換控制工序及串級(jí)控制工序的說(shuō)明中，表示了各種溫度，但是這些溫度僅為一個(gè)例子，能夠改變。
[0156]并且，在原料的調(diào)濕中，在向旋轉(zhuǎn)體10供給的原料的品種改變的情況下，也就是說(shuō)，在目標(biāo)溫度To改變的情況下，如圖2中的虛線所示，本發(fā)明的調(diào)濕方法從切換控制工序開(kāi)始。
[0157]另外，本發(fā)明的調(diào)濕方法原料不限于煙葉，能夠適用于各種原料。
[0158]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0159]10:旋轉(zhuǎn)體，12:原料入口，14:原料出口，16:蒸汽的供給路徑，18:蒸汽入口，20:蒸汽出口，22:蒸汽流量調(diào)整器，24:蒸汽流量，26:運(yùn)算器，28:溫度傳感器，30:溫度傳感器，32:運(yùn)算器，R6:不靈敏區(qū)域，R7、R8:三次函數(shù)控制區(qū)域，R9、RlO:一次函數(shù)控制區(qū)域，R11、R12:固定控制區(qū)域，T4:運(yùn)算期間，T5:FB執(zhí)行期間
【權(quán)利要求】
1.一種煙草原料的調(diào)濕方法，其特征在于， 向旋轉(zhuǎn)體內(nèi)供給煙草原料及蒸汽，在所述煙草原料通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)體內(nèi)的過(guò)程中對(duì)所述煙草原料進(jìn)行調(diào)濕， 具備以下工序: 在向所述旋轉(zhuǎn)體內(nèi)以供給流量供給所述蒸汽時(shí)，檢測(cè)出從所述旋轉(zhuǎn)體的出口剛剛排出的所述煙草原料的出口材料溫度的工序； 求出所述出口處的煙草原料的目標(biāo)溫度與所述出口材料溫度之間的第一偏差的工序; 基于所述第一偏差，基于蒸汽的基準(zhǔn)流量控制所述供給流量的主控制工序， 所述主控制工序， 從根據(jù)所述第一偏差的大小及正負(fù)而劃分的多個(gè)控制區(qū)域中，選擇與所述第一偏差對(duì)應(yīng)的控制區(qū)域， 按照所選擇的控制區(qū)域中的控制順序控制所述蒸汽的所述供給流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙草原料的調(diào)濕方法，其特征在于， 所述控制區(qū)域包括: 不靈敏區(qū)域，其在所述第一偏差處于正的第一閾值與負(fù)的第二閾值之間時(shí)被選擇，所述供給流量維持在所述基準(zhǔn)流量； 正側(cè)的三次函數(shù)控制區(qū)域，其在所述第一偏差超過(guò)所述第一閾值且在比所述第一閾值大的正的第三閾值以內(nèi)時(shí)被選擇，按照基于該第一偏差的三次函數(shù)計(jì)算出的修正流量，使所述供給流量從所述基準(zhǔn)流量減少； 負(fù)側(cè)的三次函數(shù)控制區(qū)域，其在所述第一偏差超過(guò)所述負(fù)的第二閾值且在比所述第二閾值大的負(fù)的第四閾值以內(nèi)時(shí)被選擇，按照基于該第一偏差的三次函數(shù)計(jì)算出的修正流量，使所述供給流量從所述基準(zhǔn)流量增加。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煙草原料的調(diào)濕方法，其特征在于， 所述控制區(qū)域還包括: 正側(cè)的一次函數(shù)控制區(qū)域，其在所述第一偏差超過(guò)所述正的第三閾值且在比所述第三閾值大的正的第五閾值以內(nèi)時(shí)被選擇，按照基于該第一偏差的一次函數(shù)計(jì)算出的修正流量，使所述供給流量從所述基準(zhǔn)流量減少； 負(fù)側(cè)的一次函數(shù)控制區(qū)域，其在所述第一偏差超過(guò)所述負(fù)的第四閾值且在比所述第四閾值大的負(fù)的第六閾值以內(nèi)時(shí)被選擇，按照基于該第一偏差的一次函數(shù)計(jì)算出的修正流量，使供給流量從所述基準(zhǔn)流量增加。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙草原料的調(diào)濕方法，其特征在于， 所述控制區(qū)域還包括: 正側(cè)的固定控制區(qū)域，其在所述第一偏差超過(guò)所述正的第五閾值時(shí)被選擇，將所述供給流量限制在一定的下限流量； 負(fù)側(cè)的固定控制區(qū)域，其在所述第一偏差超過(guò)所述負(fù)的第六閾值時(shí)被選擇，將所述供給流量限制在一定的上限流量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙草原料的調(diào)濕方法，其特征在于， 還具備與所述主控制工序并行執(zhí)行的副控制工序， 所述副控制工序包括周期性地反復(fù)進(jìn)行基準(zhǔn)流量的再設(shè)定控制區(qū)域， 所述再設(shè)定控制區(qū)域基于在一定的期間中的所述第一偏差的平均值重新設(shè)定所述基準(zhǔn)流量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙草原料的調(diào)濕方法，其特征在于， 還包括在所述主控制工序之前執(zhí)行的啟動(dòng)控制工序， 所述啟動(dòng)控制工序以比所述基準(zhǔn)流量多的啟動(dòng)流量作為所述供給流量而向所述旋轉(zhuǎn)體內(nèi)供給蒸汽。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煙草原料的調(diào)濕方法，其特征在于， 所述啟動(dòng)控制工序的執(zhí)行在所述第一偏差達(dá)到第七閾值以內(nèi)、或所述目標(biāo)溫度與所述旋轉(zhuǎn)體的出口處的所述蒸汽的溫度之間的第二偏差達(dá)到第八閾值以內(nèi)、或從所述啟動(dòng)控制的開(kāi)始經(jīng)過(guò)規(guī)定的啟動(dòng)期間時(shí)停止。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙草原料的調(diào)濕方法，其特征在于， 還包括在所述啟動(dòng)控制工序與所述主控制工序之間執(zhí)行的切換控制工序， 所述切換控制工序從根據(jù)所述第一偏差的大小及正負(fù)而劃分的多個(gè)切換控制區(qū)域中，選擇與所述第一偏差對(duì)應(yīng)的切換控制區(qū)域， 按照所選擇的切換控制區(qū)域中的控制順序控制所述供給流量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙草原料的調(diào)濕方法，其特征在于， 所述煙草原料是煙葉。
【文檔編號(hào)】A24B3/02GK104168782SQ201280071421
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月15日
【發(fā)明者】更屋晃, 宮守忍, 巖井隆司, 伊藤直樹(shù), 高野弘明 申請(qǐng)人:日本煙草產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社